RU2652251C1

RU2652251C1 - Epoxy composition for correcting defects of technological tooling

Info

Publication number: RU2652251C1
Application number: RU2017129033A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Михайлович Девятериков; Александр Николаевич Крестовский; Михаил Степанович Федосеев; Энсар Халиуллович Афиатуллов; Ирина Анатольевна Васильева; Ольга Викторовна Закирова; Алексей Викторович Поспелов
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority date: 2017-08-14
Filing date: 2017-08-14
Publication date: 2018-04-25

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to the development of an epoxy composition for the operative correction of defects in process equipment used in the manufacture of items by injection molding at a thermoplastic automatic machine, contacting with a material having a temperature of 150–175 °C, and can be used in various areas in the products manufacture. Epoxy composition contains an ED-20 epoxy resin in an amount of 100 parts by weight, a hardener methylendic anhydride in an amount of 80 parts by weight, a 1-methylimidazole catalyst in an amount of 1 part by weight.

EFFECT: said epoxy has an operating temperature of 185 °C, as well as the necessary adhesion and mechanical properties.

1 cl, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение касается разработки эпоксидного состава для оперативного исправления дефектов технологической оснастки и может быть использовано в различных областях при изготовлении изделий методами литья под давлением на термопластавтомате.The invention relates to the development of an epoxy composition for the prompt correction of defects in technological equipment and can be used in various fields in the manufacture of products by injection molding on injection molding machines.

Для изготовления качественных по внешнему виду изделий с заданными геометрическими размерами и безопасного ведения технологического процесса их изготовления необходимо использовать бездефектную пресс-форму: без раковин, каверн и вырывов на поверхности литниковых каналов.For the manufacture of quality-looking products with specified geometric dimensions and the safe conduct of the technological process of their manufacture, it is necessary to use a defect-free mold: without shells, caverns and tears on the surface of the gate channels.

В процессе изготовления и эксплуатации пресс-форм вследствие низкого качества заготовок для их изготовления возможно образование каверн и вырывов, в том числе на внутренней поверхности литниковых каналов, которые необходимо оперативно исправлять ввиду трудоемкости изготовления новой технологической оснастки. Использование методов наплавки металлических материалов на места дефектов невозможно из-за эффектов коробления тонких стенок, приводящих к нарушению геометрии пресс-формы.During the manufacturing and operation of the molds, due to the low quality of the blanks for their manufacture, caverns and tears may be formed, including on the inner surface of the sprue channels, which must be promptly corrected due to the complexity of manufacturing new technological equipment. The use of methods for surfacing metallic materials at the places of defects is impossible due to the effects of warping of thin walls, leading to a violation of the geometry of the mold.

Известна эпоксидная композиция холодного отверждения (патент RU 2386653, C08L 63/02 от 12.05.2009) на основе эпоксидной смолы ЭД-20, отвердителя полиэтиленполиамина, пластификатора (смеси дибутилфталата и триэтиленгликоля) и наполнителя аэросила. Недостатком данного материала является высокая вязкость и низкая термостойкость. Данный материал не может быть применен для техоснастки, контактирующей с расплавом термопластичного материала, имеющего температуру более 100°С и скорость впрыска более 300 см³/с.Known epoxy composition for cold curing (patent RU 2386653, C08L 63/02 of 05/12/2009) based on epoxy resin ED-20, hardener polyethylene polyamine, plasticizer (a mixture of dibutyl phthalate and triethylene glycol) and an aerosil filler. The disadvantage of this material is its high viscosity and low heat resistance. This material cannot be used for technical equipment in contact with the melt of a thermoplastic material having a temperature of more than 100 ° C and an injection rate of more than 300 cm ³ / s.

Наиболее близким аналогом (патент RU 2548090 С1, 14.02.2014 г. ) является композиция на основе эпоксидной смолы Э-40 в сочетании с диоктилфталатом, наполненная смесью молотой слюды-мускавита с мелкодисперсным железом и отвержденная полиэтиленполиамином, взятая авторами за прототип.The closest analogue (patent RU 2548090 C1, 02/14/2014) is a composition based on epoxy resin E-40 in combination with dioctyl phthalate, filled with a mixture of ground mica-muscavite with finely divided iron and cured with polyethylene polyamine, taken by the authors as a prototype.

Данный эпоксидный состав имеет высокие механические характеристики, но разработан целенаправленно для температур эксплуатации от 15 до 70°С и не может быть использован для заделки дефектов в технологической оснастке ввиду того, что при работе температура термопластичного материала, контактирующего с пресс-формой, достигает 150-175°С.This epoxy composition has high mechanical characteristics, but is designed specifically for operating temperatures from 15 to 70 ° C and cannot be used to seal defects in technological equipment due to the fact that during operation the temperature of the thermoplastic material in contact with the mold reaches 150- 175 ° C.

Технической задачей патентуемого изобретения является разработка эпоксидного состава для оперативного исправления дефектов технологической оснастки методом заливки, работоспособного при температуре до 185°С.The technical task of the patented invention is the development of an epoxy composition for the prompt correction of defects in technological equipment by casting, operable at temperatures up to 185 ° C.

Технический результат изобретения заключается в разработке эпоксидного состава, содержащего компоненты в следующем соотношении, мас.ч.:The technical result of the invention is to develop an epoxy composition containing components in the following ratio, parts by weight:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20Epoxy Dianovy resin ED-20 100-110100-110 Метилэндиковый ангидридMethylene anhydride 75-8575-85 1-метилимидазол 1-methylimidazole 0,5-1,00.5-1.0

В эпоксидный состав в качестве основы входит эпоксидная диановая смола ЭД-20 (ГОСТ 1587-84), что позволяет получить состав с высокими физико-механическими характеристиками и высоким уровнем адгезии.The epoxy composition includes ED-20 epoxy resin DIAN (GOST 1587-84) as a base, which allows to obtain a composition with high physical and mechanical characteristics and a high level of adhesion.

Отвердитель метилэндиковый ангидрид (продукт взаимодействия малеинового ангидрида с метил-циклопентадиеном) и катализатор 1-метилимидазол обеспечивают высокий уровень физико-механических характеристик при высоких температурах и повышенную теплостойкость.The hardener methylendic anhydride (the product of the interaction of maleic anhydride with methyl cyclopentadiene) and the 1-methylimidazole catalyst provide a high level of physicomechanical characteristics at high temperatures and increased heat resistance.

Отсутствие наполнителей исключает фазу их подготовки, диспергирования и распределения по объему состава, что упрощает и позволяет сократить технологический процесс приготовления состава и обеспечить литьевые свойства состава.The absence of fillers excludes the phase of their preparation, dispersion and distribution over the volume of the composition, which simplifies and allows to reduce the technological process of preparation of the composition and ensure the molding properties of the composition.

Предлагаемый эпоксидный состав отверждается в результате реакции эпоксидных групп смолы ЭД-20 с ангидридом по ступенчатому режиму, что позволяет достичь более полную степень полимеризации и, как следствие, достичь более высоких механических характеристик и температуру эксплуатации. Прочность адгезионного соединения к материалу, механические свойства после отверждения позволяют проводить механическую обработку поверхности для придания необходимой геометрии технологической оснастке и чистоты поверхности.The proposed epoxy composition cures as a result of the reaction of the epoxy groups of the ED-20 resin with anhydride in a stepwise mode, which allows to achieve a more complete degree of polymerization and, as a result, to achieve higher mechanical characteristics and operating temperature. The strength of the adhesive bonding to the material, the mechanical properties after curing, allow mechanical surface treatment to impart the necessary tooling geometry and surface cleanliness.

Пример 1. В мешатель, снабженный мешалкой и обогревом, последовательно загружают 100 мас.ч. смолы ЭД-20, 80 мас.ч. метилэндикового ангидрида и 1 мас.ч. 1-метилимидазола, тщательно перемешивают при температуре 50-70°С в течение 5 минут и давлении (минус 0,9 - минус 1 кг⋅с/см²). Готовый эпоксидный состав выгружают в расходную емкость и используют по назначению. Отверждают эпоксидный состав по ступенчатому режиму: 120°С в течение 2 часов, затем 140°С в течение 2 часов.Example 1. In the mixer, equipped with a stirrer and heating, sequentially load 100 wt.h. resin ED-20, 80 parts by weight methylenedic anhydride and 1 wt.h. 1-methylimidazole, mix thoroughly at a temperature of 50-70 ° C for 5 minutes and pressure (minus 0.9 - minus 1 kg⋅s / cm ² ). The finished epoxy composition is discharged into a consumable container and used as intended. The epoxy composition is cured in a stepwise mode: 120 ° C for 2 hours, then 140 ° C for 2 hours.

Примеры 2-5 осуществляют аналогично примеру 1, но при соотношении компонентов, указанном в таблице 1.Examples 2-5 are carried out analogously to example 1, but with the ratio of components shown in table 1.

Свойства предлагаемого эпоксидного состава и прототипа приведены в таблице 2.The properties of the proposed epoxy composition and prototype are shown in table 2.

Заявленные пределы соотношений между компонентами определены экспериментальным путем и являются оптимальными с точки зрения обеспечения требуемых физико-механических, адгезионных свойств состава и его теплостойкости. Теплостойкость по Вика составила 185°С.The claimed limits of the ratios between the components are determined experimentally and are optimal from the point of view of ensuring the required physicomechanical, adhesive properties of the composition and its heat resistance. Heat resistance by Wick was 185 ° C.

Таким образом, предлагаемый состав имеет удовлетворительную адгезию к металлу, физико-механические свойства и отличается от прототипа повышенной температурой эксплуатации (до 185°С). При этом не содержит наполнителя, что существенно упрощает и ускоряет технологию его изготовления и позволяет оперативно устранять дефекты технологической оснастки методом заливки.Thus, the proposed composition has satisfactory adhesion to metal, physico-mechanical properties and differs from the prototype increased operating temperature (up to 185 ° C). It does not contain filler, which greatly simplifies and speeds up the technology of its manufacture and allows you to quickly eliminate defects in technological equipment by pouring.

Предлагаемый состав также может быть применен для заделки дефектов в технологической оснастке, используемой при изготовлении изделий методом экструзии.The proposed composition can also be used to seal defects in the technological equipment used in the manufacture of products by extrusion.

Предлагаемый эпоксидный состав проверен на Федеральном казенном предприятии «Пермский Пороховой Завод» с положительными результатами при изготовлении партии изделий с использованием исправленной технологической оснастки.The proposed epoxy composition was tested at the Perm State Powder Plant Federal State Enterprise with positive results in the manufacture of a batch of products using the corrected technological equipment.

Claims

Heat-resistant epoxy composition for the prompt correction of technological equipment defects, including ED-20 epoxy Diane resin, characterized in that the composition is cured in a stepwise mode: 120 ° C for 2 hours, then 140 ° C for 2 hours, methylene endic is used as a hardener anhydride, and as a catalyst - 1-methylimidazole in the following ratio of components, parts by weight:

Epoxy Dianovy resin ED-20 100-110 Methylene anhydride 75-85 1-methylimidazole 0.5-1.0